桑迪亚国家实验室Z机器的物理学家们在410万华氏度（约228万摄氏度）温度下进行实验，发现一个天文模型（40年来一直用来预测太阳的行为以及恒星的生死）低估了自由漂浮的铁原子造成的能量阻塞，铁原子在这些过程中起着重要作用。阻塞效应，称为不透明度，是元素对通过它的能量的自然阻力，类似于不透明窗口对光线通过的阻力。
Sandia Group最新出版的《物理评论快报》期刊主要作者Taisuke Nagayama说：通过观察理论和在Z实验之间的现实世界差异，我们能够确定插入太阳模型不透明数字的弱点。好消息是，桑迪亚国家实验室不透明度测量可以解决广泛使用的标准太阳模型，如何使用太阳成分来预测恒星行为的重大差异。直到2005年，SSM将存在的每个元素的数量与其不透明度相乘，解释了观测到的太阳温度结构。
但是新天体物理观测和更复杂的物理随后促使天文学家修正了对太阳组成的预测。不幸的是，这些新的预测，插入到模型中，并乘以它们的不透明度，没有考虑到太阳的温度。有三种可能：要么新的成分观测不准确，要么SSM是错误的，或者理论推导出的元素不透明度是不正确的。最好的分辨率显然来自于在与太阳内部温度相同情况下进行的实验。
太阳温度下的实验提供了答案
十多年前，Sandia研究人员开始将每一块小于一角钱的铁片插入Z靶区。当Z发射时，极热将固体变成了存在于太阳中的等离子体(一种气体)，但只持续了纳秒。然而，对于研究人员来说，这段时间足够长，可以通过每个样本发送能量波，并测量通过的量。这个想法是第一次创建实验室得出测量铁在太阳温度下不透明度的方法，以了解它是否与标准太阳模型计算中使用的理论数值相一致。
Nagayama表示，将铁的不透明度增加到Z在多个独立实验中证明的程度，消除了计算太阳温度和实际太阳温度之间大约一半的差异。论文作者兼桑迪亚研究人员吉姆·贝利(Jim Bailey)说：天文学家对我们很满意，因为我们说可能是不透明度数值是错误的，然后天文学家就不必想出一个新的模型，并以太阳为基准来预测恒星的演化，重新进行所有的计算。这是因为天文学家使用太阳组成作为宇宙的参考。将太阳中的含氧量减少50%，相当于将宇宙中的水(H2O)量减半。
金属的惊喜
有许多系外行星围绕类太阳恒星运行；修正对太阳的理解也将对理解这些系外行星产生重大影响。天文学家最喜欢不透明度假设，这就是目前所发现的。在相同的测试中，Sandia还测量了在铁上使用相同条件下铬和镍的不透明度。研究人员的想法是使用这些元素（分别比铁更小和更大，但在元素周期表中与铁相邻）就好像铁在离太阳核心越来越近的地方接受测试一样。令人惊讶的是，这些元素在某些光子能量下产生的实验不透明度结果与模型预测基本一致。尽管如此，它们与特定波长的不透明度预测不同，进一步完善了模型修正。
Nagayama表示：我们过去五年的工作重点是解决差异，然而，新结果意味着可能需要新的科学来解释它们。为了解释新实验结果，物理学家正在研究新的模型。一种被称为双光子不透明度，它探索了一个元素一次可以吸收两个光子而不是一个思想标准的想法。如果在模型中考虑这种多光子吸收，将增强计算出的铁的不透明度，并可能解决差异。如果正确，新物理模型必须只计算铁的不透明度增加，因为模型和数据已经适用于铬和镍。
其他实验限制包括，在距太阳中心特定距离内，人们对太阳的结构知之甚少。如果在太阳模型下走得更深，这种差异是不是更严重？这完全取决于是什么导致了这种差异，可能会发现，太阳核心的差异甚至更严重，或者问题可能被孤立到0.7太阳半径附近的区域，该距离与进行这些实验的能量相匹配。回答这些问题应该会导致一个更准确的模型。热致密等离子体实验具有足够的挑战性，所不应该排除存在错误的可能性。
